位移型阻尼器出平面力学特性对消能减震效果影响之探讨

自从消能减震技术开始研究发展以来,除了隔震器以外,一般将阻尼器都视为单方向的消能,亦即沿着框架的平面方向消能。由于应用平面框架的概念,对于阻尼器出平面的方向皆视为不受地震力作用而忽视阻尼器出平面的力学特性。然而,由于建筑结构体系的复杂及不规则以及应用平面框架理论有其条件的限制,目前的建筑结构大部分已经不再适用平面框架的理论,因此可想而知,阻尼器出平面方向的力学特性对于消能减震结构在地震作用下的行为会有所影响,对于阻尼器在地震作用下的非线性行为亦会造成影响。本文主要探讨有关位移型阻尼器出平面方向的力学特性对位移型阻尼器的消能减震效果所造成的影响,并探讨在考虑位移型阻尼器双方向力学特性下,加装位移型阻尼器的消能减震结构在地震作用下的非线性行为,并与过去只考虑位移型阻尼器单向消能的情况做比较,以了解在实际的消能减震结构的消能减震设计上,考虑位移型阻尼器双方向力学特性的重要性及其必要性。

双筒单出杆式磁流变阻尼器力学特性研究

介绍了一种基于流动模式的双筒单出杆式磁流变阻尼器结构和工作原理,推导了其阻尼力公式。对基于上述结构的MRF阻尼器的阻尼力、电流、位移、速度和频率等力学特性进行了试验研究。结果表明流动模式磁流变阻尼器的阻尼力随控制电流的增大呈非线性增加,其耗能减振能力优于传统的被动阻尼器。气囊导致压缩行程终点阻尼力放大,并可以在一定程度上消除复原行程的空程现象。而阻尼器的结构尺寸和所选用的磁流变液一旦确定,其可调倍数只依赖于最优的磁路设计。通过深入分析该型阻尼器的动力特性,为改进研制装甲车辆磁流变减振器奠定了基础。

粘弹性阻尼器的力学特性分析

在正弦输入的假设下,推导了用分数微分Maxwell模型建模粘弹性阻尼器时力和位移的表达式,并用该表达式分析了阻尼器的力学特性。将该算法的理论计算分别与已有的理论计算和试验结果进行比较,结果吻合的都比较好,证明了该算法的正确性。同时根据该表达式给出了粘弹性阻尼器能量耗散的计算方法。

磁流变阻尼器动力学特性研究

从材料流变特性和动力学、机械学、电磁学的角度出发 ,建立了磁流阻尼器的动力学模型。应用该模型可由磁流变阻尼器设计参数得到其动力学特性 ,如力 -速度曲线 ,并与试验结果相吻合 ,为磁流阻尼器设计和性能预测提供了参考。

磁流变阻尼器力学特性及其在车辆悬挂系统中的应用

对磁流变阻尼器的力学特性进行了理论分析和实验研究,得出了其阻尼力与电流、振动速度和振幅等因素之间的变化关系,并将该阻尼器应用于车辆悬挂系统中,建立了基于该阻尼器的履带车辆振动模型,提出了相应的半主动控制算法,对路面激励下悬挂系统的控制效果进行了仿真,结果表明,将磁流变阻尼器应用于履带车辆的悬挂系统可以大大减小车体响应,有着广阔的工程应用前景。

一种橡胶剪切阻尼器动静态力学特性实验研究

对大桥吊杆用橡胶剪切型阻尼器的静动态特性进行9组实验检测研究。研究结果表明,该类橡胶阻尼器的静态试验特性受橡胶与钢板连接方式影响,其主要原因是受橡胶黏弹性呈现出的非线性力学特性所致。因此,橡胶的厚度对拉伸或压缩位移量的响应也呈非线性关系,这种影响程度在10%左右;而动态特性试验表明,阻尼器刚度K′随橡胶长度增长而增大,3种加载频率f(0.5Hz、1Hz、2Hz)对其动态特性影响不大,但随位移加载振幅值(±3mm、±10mm)增大而刚度有所降低;橡胶长度对损耗因子η影响不大。所测刚度、剪切弹性模量、损耗因子及等效黏性系数Ceq均满足工程技术标准。

磁流变阻尼器的设计及其力学特性实验研究

介绍了磁流变智能阻尼器的结构和工作原理,设计制作了剪切阀式磁流变阻尼器,对设计中所涉及的一系列关键性技术问题作了深入探讨;基于台架实验,对磁流变阻尼器的动力特性进行了研究,为磁流变阻尼器的工程应用打下了基础.

孔隙式黏滞阻尼器的力学特性研究

基于双出杆孔隙式黏滞阻尼器的力-位移曲线偏转现象及时程曲线的相位滞后现象,在考虑二甲基硅油剪切稀化特性和可压缩性的条件下,建立了黏滞阻尼器的速度-负载特性数学模型,通过MATLAB-Simulink模拟了黏滞阻尼器在正弦位移激励信号下的力学特性。研究结果表明,二甲基硅油的剪切稀化特性直接决定了黏滞阻尼器的输出阻尼力,而可压缩性则是导致黏滞阻尼器力-位移曲线发生偏转的主要原因,试验结果证明了该结论的正确性。

无补偿式单出杆磁流变阻尼器的力学性能研究及其建模

针对自主研制的适用于爆炸冲击震动环境下的无补偿式单出杆磁流变阻尼器,研究其不同工作状态对力学性能的影响,并通过对双曲正切滞回模型增加表达惯性力项进行修正建立力学模型。结果表明,这种磁流变阻尼器不存在偏置力,其耗能能力与最大阻尼力均随着电流、活塞速度的增加而增大,但它们之间为非线性关系。利用最小二乘法与单纯形法相结合的方法对力学模型进行两步辨识,使得搜索空间的维数由5下降为2,提高了参数辨识的效率。对比力学性能试验数据与经参数辨识后的力学模型证实,所提出的力学模型能够很好地模拟无补偿式单出杆磁流变阻尼器的力学性能。

弹性环挤压油膜阻尼器支撑下的柔性转子系统动力学分析

弹性环挤压油膜阻尼器(Elastic ring squeeze film damper, ERSFD)具有良好的支撑作用和减振效果,但由于其结构和流场耦合行为极为复杂,使得已有的物理模型难以完整表现出ERSFD的力学特性.为了进一步探究ERSFD的力学机理,本文借助有限元仿真平台,采用双向流固耦合的计算方法,剖析弹性环与油膜之间的相互作用,获取ERSFD中油膜压力的分布规律.在此基础上,利用最小二乘法进一步拟合出ERSFD等效刚度、等效阻尼与转子轴颈扰动位移的映射关系,并将其分别引入柔性转子系统动力学模型中.通过数值计算研究了ERSFD支撑下柔性转子系统的振动响应,分别给出了不同转速下转子系统的响应分岔图、轴心轨迹等.同时,通过对比分析,进一步揭示了ERSFD所诱发出的转子系统丰富的非线性动力学行为,有助于对ERSFD轴承支撑特性的理解.

弹性环式挤压油膜阻尼器一体化圆柱滚子轴承保持架振动特性分析

航空发动机主轴中滚动轴承为了降低系统振动经常与弹性环式挤压油膜阻尼器(elastic ring squeeze film damper, ERSFD)联合使用。基于滚动轴承动力学理论和流体力学控制方程,采用变步长积分算法建立圆柱滚子轴承与ERSFD耦合的动力学分析模型,对外圈带ERSFD的圆柱滚子轴承保持架振动特性和打滑率进行研究。研究结果表明:与未装配ERSFD的圆柱滚子轴承相比,ERSFD可以提高圆柱滚子轴承保持架的稳定性。过大或过小的弹性环凸台数量与宽度都不利于圆柱滚子轴承保持架的稳定性,需要选择合适的凸台数量和宽度。径向载荷与转速对带弹性环的圆柱滚子轴承保持架稳定性影响显著,保持架涡动频率的谐波次数随着径向载荷的增加而减少,其对应的幅值也减小;保持架涡动频率的谐波次数随着转速的增加而增加,其对应幅值也增加。

间隙式粘滞阻尼器的力学特性分析

以双出杆间隙式粘滞阻尼器为研究对象,建立了间隙式粘滞阻尼器的理论计算模型,分析了二甲基硅油的剪切稀化特性引起黏度的变化。运用MATLAB-Simulink建立了理论计算模型,并模拟了在正弦活塞位移运动情况时阻尼器的负载-位移特性。对比实验与仿真计算的负载-位移曲线,实验结果与仿真结果吻合较好,相对误差较小,证明了理论推导的粘滞阻尼器的计算模型是正确的,二甲基硅油的剪切稀化特性引起的黏度变化是影响间隙式粘滞阻尼器力学特性的关键因素。

基于双向流固耦合弹性环式挤压油膜阻尼器建模及动力学特性研究

利用数值方法建立了弹性环式挤压油膜阻尼器(ERSFD)的流固耦合模型,分别利用有限元方法以及有限体积法建立了弹性环和内外油膜的CFD数值模型,并进一步利用分时迭代的弱耦合方法实现了油膜以及弹性环控制方程的耦合求解,获得了内油膜的压力分布特性及弹性环的变形,并进一步识别了油膜和弹性环的动力学特性系数;研究了涡动频率、凸台数目、凸台高度、凸台宽度以及弹性环厚度对阻尼器动力学特性系数的影响。结果表明,弹性环的凸台高度对ERSFD油膜动力学特性系数的影响最为明显,ERSFD油膜阻尼与涡动频率无关。

冲击载荷作用下电磁阻尼器动力学特性

为了探究电磁阻尼器在冲击环境下的工作特性,开展针对冲击载荷作用下的电磁阻尼器动力学特性研究。首先,根据电磁阻尼器存在的"恒阻尼-恒功率"的固有特性,基于单自由度系统振动模型,建立冲击载荷作用下电磁阻尼器阻尼响应模型;分析了冲击性质等因素与阻尼输出特性的匹配关系。其次,建立了电磁阻尼器动力学模型,并利用Simulink搭建了仿真模型进行分析。最后,研究分析了载荷匹配系数和衰减系数对电磁阻尼器阻尼输出特性的影响,提出了阻尼稳定输出的调整方法。研究结果表明:电磁阻尼器在实现对冲击载荷的制动过程中,会在恒阻尼输出平台中出现阻尼凹陷现象的突变;且其制动特性可以通过载荷匹配系数和衰减系数进行调整。

粘滞阻尼器着陆冲击动力学建模与特性分析

为解决粘滞性胶泥阻尼器各参数对着陆缓冲性能的影响,对粘滞型胶泥缓冲器在着陆条件下建立冲击动力学模型,运用matlab数值仿真的方法,研究探讨了模型各参数特性,以及不同参数条件下对系统最大位移和加速度的响应特点,分析了该响应特点对缓冲器设计的影响,得到了系统最大加速度求解公式,不同参数对最大位移和加速度的变化规律和缓冲器设计中需重点把握的参数范围。该结果对缓冲器结构尺寸设计中如何避免最大位移和加速度两要素的矛盾有实际意义。

单出杆磁流变阻尼器动力学性能测试与建模

通过实验和理论来预测磁流变阻尼器的动态性能。利用平行板模型建立有效阻尼间隙的动力学模型,基于Herschel-Bulkley本构模型对其进行了理论分析,得出阻尼器阻尼参数与材料参数以及结构设计参数的具体关系。其次,为了得到阻尼器动态输出阻尼特性,采用西格迈股份有限公司研制的3215型号磁流变阻尼器,在不同施加电流下(0 A、0.1 A、0.3 A、0.5 A、0.8 A、1 A、1.5 A和2 A)利用振动系统测试阻尼器在激励频率为5 Hz,振幅为15 mm下阻尼力-位移、阻尼力-速度的输出结果,并对测试结果展开分析。结果表明激励电流对MR damper的输出阻尼力的影响具有阶段性,并随着激励电流增强而非线性增大。为了验证该型号阻尼器的可控性,利用Bouc-Wen参数模型对该型号MR damper在不同激励下的动态输出特性进行模型预测及参数识别。结果表明Bouc-Wen参数模型能够很好地预测该阻尼器在如上测试条件下的动态输出行为。

新型可动外环挤压油膜阻尼器减振特性研究

提出了一种新型可动外环挤压油膜阻尼器（ＭＲＳＦＤ），并从理论和实验上研究了ＭＲＳＦＤ对刚性转子系统稳态运转时的振动控制能力，结果表明，与传统挤压油膜阻尼器（ＳＦＤ）相比，ＭＲＳＦＤ能明显抑制双稳态跳跃等非线性振动现象的发生，具有良好减振特性。

磁流变阻尼器性能试验及其非线性力学模型

磁流变阻尼器是一种应用前景广阔的智能型阻尼器。研制了双出杆流动型磁流变阻尼器,对其进行了阻尼特性试验。在阻尼特性试验研究的基础上,建立了描述磁流变阻尼器阻尼特性的非线性模型。讨论了施加的电流、激振频率对非线性模型参数的影响。所建立的非线性模型与传统的Bingham塑性模型相比较具有精度高、能准确反映磁流变阻尼器滞回特性等优点。

旋转式磁流变阻尼器优化设计与力学性能试验

基于磁流变液的Bingham模型,提出一种应用有限元法对旋转式磁流变阻尼器进行优化设计的方法,通过对阻尼器的结构参数进行优化设计,可以充分发挥材料磁性能,从而获得阻尼器的最优电气参数。研制磁流变阻尼器及其力学性能测试系统,对阻尼器的力学性能进行试验研究,得到了阻尼器的力矩—转速、屈服力矩—电流等力学特性。考虑温度对磁流变阻尼器性能的影响,得到不同温度、不同转速下阻尼器的屈服力矩特性,对磁流变液剪切变稀现象及温度对磁流变阻尼器性能的影响进行分析。

磁流变阻尼器动力学模型及其应用

介绍了磁流变体的特点和磁流变器件在国外研究和发展状况 ,并讨论了磁流变阻尼器在火炮反后坐装置上的应用 .从材料流变特性和动力学、机械学、电磁学的角度出发 ,建立了磁流阻尼器的动力学模型 。